연구진, 스택 마이크로 프로세스 개척

May 03, 2023

가상 현실 헤드셋을 착용하면 마치 스크린 도어를 통해 세상을 보는 것처럼 보일 것입니다. 현재 평면 패널 디스플레이는 육안으로 볼 수 있는 픽셀과 함께 검은색 메쉬 모양의 격자로 나타날 수 있는 각 픽셀 사이의 조명이 없는 어두운 공간을 사용합니다.

이제 조지아 공과대학(Georgia Institute of Technology) 연구진이 매사추세츠 공과대학(MIT) 연구진과 협력해새로운 프로세스를 개발했습니다 2D 소재를 기반으로 더 작고 얇은 픽셀의 LED 디스플레이를 제작합니다. 2차원 재료 기반 레이어 전사 기술을 통해 구현된 이 혁신은 더욱 선명하고 사실적인 LED 디스플레이의 미래를 약속합니다.

연구팀은 지난 2월 네이처(Nature) 저널에 "2D 재료 기반 레이어 전사를 통한 수직 풀 컬러 마이크로 LED"라는 제목의 논문을 발표했습니다. 공동 저자에는 한국 세종대학교와 미국 및 한국의 다른 기관의 연구원도 포함되어 있습니다.

Georgia Tech-Europe의 Abdallah Ougazzaden 교수와 연구 과학자 Suresh Sundaram(두 사람 모두 Georgia Tech의 전기 및 컴퓨터 공학부 교수이기도 함)은 MIT 연구원과 협력하여 기존 LED 제조 공정을 문자 그대로 완전히 뒤집어 놓았습니다. 픽셀 밀도를 제한하는 빨간색, 녹색, 파란색(RGB) LED를 나란히 배치하는 일반적인 프로세스를 사용하는 대신 팀은 독립형 초박형 RGB LED 멤브레인을 수직으로 쌓아 인치당 가장 작은 5,100픽셀의 어레이 밀도를 달성했습니다. 현재까지 보고된 픽셀 크기(4미크론)와 가장 작은 스택 높이를 모두 제공하는 동시에 완전한 상용 색상 범위를 제공합니다. 이 초소형 수직 스택은 Georgia Tech-Europe 연구소에서 개발한 2D 질화붕소에 대한 반 데르 발스 에피택시 기술과 MIT에서 개발한 그래핀에 대한 원격 에피택시 기술을 통해 달성되었습니다.

이번 연구를 통해 그래핀, 붕소 등 2차원 소재를 활용한 능동층 분리 기술을 활용해 어레이 밀도가 높은 마이크로 LED를 구현해 풀컬러 구현이 가능한 마이크로 LED 디스플레이를 통해 세계에서 가장 얇고 작은 픽셀 디스플레이가 가능하다는 사실이 밝혀졌다.

2차원 재료 기반 레이어 전사(2DLT) 기술의 독특한 측면 중 하나는 에피택셜 웨이퍼를 재사용할 수 있다는 것입니다. 이 값비싼 기판을 재사용하면 더 작고, 더 얇고, 더 사실적인 디스플레이를 제조하는 데 드는 비용을 크게 낮출 수 있습니다.

Georgia Tech 팀의 수석 연구원인 Ougazzaden은 "이제 우리는 이 고급 2D 재료 기반 성장 및 전사 기술이 가상 및 증강 현실 디스플레이와 같은 특정 영역에서 기존의 성장 및 전사 기술을 능가할 수 있음을 입증했습니다."라고 말했습니다.

이러한 첨단 기술은 웨이퍼 규모의 LED 생산을 위한 핵심 도구인 MOCVD(유기 금속 화학 기상 증착) 반응기에서 개발되었습니다. 2DLT 기술은 높은 처리량 수율로 산업 규모로 복제될 수 있습니다. 이 기술은 가상 및 증강 현실 분야를 한 단계 더 발전시켜 몰입감 있고 사실적인 차세대 마이크로 LED 디스플레이를 구현할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

Ougazzaden은 "이 신흥 기술은 유연한 전자 장치와 광전자 장치의 이종 통합을 위한 엄청난 잠재력을 가지고 있으며, 이는 새로운 기능을 개발하고 업계가 스마트폰 화면에서 의료 장치에 이르는 상용 제품을 개발하도록 유도할 것이라고 믿습니다"라고 Ougazzaden은 말했습니다.

- 이 보도자료는 원래 Georgia Institute of Technology 웹사이트에 게재되었습니다.